Ons werk

Deeltjesvrij manoeuvreren met EUV-maskers

Vind elke bacterie op een voetbalveld en haal die weg zonder ook maar een grasspriet te knakken. Zo nauwkeurig is het productieproces van chips tegenwoordig. Op een extreem-ultravioletmasker (EUV-masker) van 15 x 15 cm kunnen deeltjes van 20 tot 50 nanometer het lithografische proces al verstoren en de chip onbruikbaar maken. TNO helpt fabrikanten van chipproductiemachines dat productieverlies te voorkomen.

De afgelopen decennia werden de structuren op chips steeds kleiner. Het lithografische proces vroeg dan ook om lasers met steeds kortere golflengtes. Toen de grenzen van lasertechnologie waren bereikt moest worden uitgekeken naar nieuwe technieken. Lithografie met extreem ultraviolet licht was de oplossing. EUV maakt het mogelijk om nog kleinere structuren te realiseren, al heeft dat consequenties. Zo wordt bij deze zeer korte golflengte het licht sterk geabsorbeerd. Lithografiemachines moeten daarom in vacuüm gaan werken en lenzen dienen de weg te ruimen voor spiegels. Bovendien werkt de oude 'beschermtruc' voor maskers niet meer. Daarbij wordt een beschermend vlies (pellicle) 5 millimeter boven het masker geplaatst. Komt een deeltje op dat pellicle terecht, dan is dat niet in focus en wordt het niet op de chip afgebeeld. Omdat het pellicle niet goed transparant is gaat echter veel licht verloren. EUV-maskers hebben daarom geen pellicle.

Verschuiving

De gevolgen van het werken zonder pellicle zijn aanzienlijk. Waar voorheen deeltjes van 3 micron een verkeerde afbeelding veroorzaakten, vormen nu deeltjes van 20 nanometer, dus circa een factor honderd kleiner, al een risico. Bovendien kunnen deeltjes op de achterkant van het reticle nu een verschuiving van de afbeelding veroorzaken. Dit geeft een overlay-error: de verschillende lagen van de IC passen niet meer op elkaar. Wanneer zo'n deeltje in de lithografische machine achterblijft moet deze opengemaakt en gereinigd worden. Het verlies van kostbare productietijd dient te worden voorkomen. Daarom is equipment dat EUV-reticles hanteert zeer schoon.

Alpha demo tools

In opdracht van ASML ontwikkelde, bouwde en testte TNO belangrijke units van de eerste EUV-machines, de Alpha Demo Tools. De 'reticle-handler' zorgt dat het masker zo deeltjesvrij mogelijk vanuit de atmosferische omgeving in het vacuüm van de EUV-machine wordt gebracht, en daar met een robotarm wordt getransporteerd en vastgeklemd voor de belichting. Naast andere creatieve ontwerpoplossingen, bijvoorbeeld rond de luchtstroom, wordt het aantal contactmomenten – lees: risicomomenten – in de unit verminderd door het masker op een handling-frame door de productiemachine te bewegen. Op dit moment komt steeds meer equipment voor EUV-reticles op de markt. Al dit equipment moet voldoen aan de strenge reinheidseisen. TNO helpt bedrijven deze apparaten zo te ontwerpen dat ze deeltjesvrij functioneren. En mocht er toch een deeltje tussendoor glippen, dan wordt dat met de meettechnologie die TNO in dit kader ontwikkelde en steeds meer verfijnt alsnog gevonden.

Dr. Jacques van der Donck

Contact

Dr. Jacques van der Donck

  • contamination control
  • particles
  • prevention
  • measuring
  • cleaning
E-mail

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.